Ile jest we Wszechświecie materii i antymaterii?

Pytanie

Pyta Piotr

Wiemy, że w przyrodzie występują cząstki i ich antycząstki. Jeżeli cząstka zderzy się z jej antycząstką, obie ulegną anihilacji. W takim razie, gdyby w przyrodzie było więcej cząstek, uśmierciłyby one wszystkie antycząstki, a pozostałby tylko nadmiar cząstek. Z kolei gdyby więcej było antycząstek, spowodowałyby one zniszczenie wszystkich cząstek, a pozostałby tylko nadmiar antycząstek. Zatem jak to się dzieje, że w przyrodzie występują zarówno cząstki jak i antycząstki?

Odpowiedź

Odpowiada Mikołaj Misiak

Cząstki i antycząstki w równych ilościach wypełniały Wszechświat po zakończeniu okresu tzw. inflacji i powtórnym rozgrzaniu Wszechświata w pierwszych ułamkach sekundy po Wielkim Wybuchu. Asymetrie między ich oddziaływaniami sprawiły, że powstał niewielki nadmiar cząstek. Gdy temperatura obniżyła się na skutek rozszerzania się Wszechświata, wszystkie antycząstki uległy anihilacji, a pozostały tylko cząstki. Obecnie obserwujemy antycząstki w przyrodzie tylko wtedy, gdy zostaną wyprodukowane w wysokoenergetycznych zderzeniach cząstek, np. przy uderzeniu w ziemską atmosferę wysokoenergetycznego protonu z promieniowania kosmicznego. Wyprodukowane antycząstki po krótkim czasie albo rozpadają się (jeśli są niestabilne), albo zderzają się z cząstkami materii i ulegają anihilacji.